交换与路由技术

1. VLAN 技术

1.1 VLAN 原理

VLAN（Virtual LAN）将物理网络划分为多个逻辑广播域：

• 基于端口：将端口分配到 VLAN
• 基于 MAC：根据 MAC 地址分配
• 基于协议：根据协议类型分配

802.1Q 标签：

┌────────┬────────┬──────────┬──────────┐
│ 目的MAC │ 源MAC  │TPID(8100)│TCI(VLAN ID)│
└────────┴────────┴──────────┴──────────┘

4 字节标签：TPID(0x8100) + PCP(3bit) + DEI(1bit) + VID(12bit, 0~4095)

1.2 Trunk 链路

在交换机间传输多个 VLAN 的流量：

# Cisco 配置
interface GigabitEthernet0/1
  switchport mode trunk
  switchport trunk allowed vlan 10,20,30

# Huawei 配置
interface GigabitEthernet0/0/1
  port link-type trunk
  port trunk allow-pass vlan 10 20 30

1.3 VLAN 间路由

2. 生成树协议（STP）

2.1 STP 原理

防止二层环路，通过阻塞冗余链路实现：

1. 选举根桥（Bridge ID 最小）
2. 每个非根桥选举根端口（到根桥路径开销最小）
3. 每个网段选举指定端口
4. 阻塞非根端口和非指定端口

BPDU：Bridge Protocol Data Unit，交换机间交换的信息。

2.2 STP 端口状态

收敛时间：Blocking → Listening(15s) → Learning(15s) → Forwarding = 50秒

2.3 RSTP（802.1w）

快速生成树协议，改进收敛时间：

收敛时间：1~3秒

2.4 MSTP（802.1s）

多生成树协议，支持多个 VLAN 映射到不同生成树实例：

stp region-configuration
  region-name RG1
  instance 1 vlan 10 20
  instance 2 vlan 30 40
  active region-configuration

3. 链路聚合

3.1 LACP（802.3ad）

链路聚合控制协议，动态协商聚合链路：

# Cisco
interface Port-channel1
  switchport mode trunk
interface range GigabitEthernet0/1-2
  channel-group 1 mode active

# Huawei
interface Eth-Trunk1
  port link-type trunk
interface GigabitEthernet0/0/1
  eth-trunk 1
interface GigabitEthernet0/0/2
  eth-trunk 1

3.2 负载均衡

4. 静态路由

4.1 配置

# Cisco
ip route 10.0.0.0 255.255.255.0 192.168.1.1
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1    # 默认路由

# Huawei
ip route-static 10.0.0.0 255.255.255.0 192.168.1.1
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1

# Linux
ip route add 10.0.0.0/24 via 192.168.1.1
ip route add default via 192.168.1.1

4.2 路由优先级

1. 最长前缀匹配
2. 管理距离（AD）最小
3. 度量值最小

5. OSPF 路由协议

5.1 OSPF 基础

• 链路状态协议
• 使用 Dijkstra 最短路径算法
• 区域化设计
• 快速收敛

5.2 OSPF 区域

5.3 OSPF 配置

# Cisco
router ospf 1
  router-id 1.1.1.1
  network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0
  network 10.0.1.0 0.0.0.255 area 1

# Huawei
ospf 1 router-id 1.1.1.1
  area 0
    network 10.0.0.0 0.0.0.255
  area 1
    network 10.0.1.0 0.0.0.255

5.4 OSPF LSA 类型

6. BGP 路由协议

6.1 BGP 基础

• 路径向量协议
• 自治系统间路由
• 基于策略的路由选择
• TCP 179 端口

6.2 BGP 选路属性

按优先级排序：

1. Weight（Cisco 私有）
2. Local Preference
3. 本地起源
4. AS Path 最短
5. Origin（IGP < EGP < Incomplete）
6. MED
7. eBGP > iBGP
8. IGP 度量最小
9. 最长连接时间
10. 最小 Router ID

6.3 BGP 配置

router bgp 65001
  bgp router-id 1.1.1.1
  neighbor 10.0.0.2 remote-as 65002
  neighbor 10.0.0.2 description ISP-A
  network 192.168.0.0 mask 255.255.0.0
  !
  address-family ipv4
    neighbor 10.0.0.2 activate
    neighbor 10.0.0.2 route-map SET-LOCAL-PREF in
  !
route-map SET-LOCAL-PREF permit 10
  set local-preference 200

7. 策略路由

7.1 PBR 配置

# 基于源IP的策略路由
access-list 10 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
route-map PBR permit 10
  match ip address 10
  set ip next-hop 10.0.0.1

interface GigabitEthernet0/0
  ip policy route-map PBR

7.2 应用场景

• 多出口链路负载分担
• 特定流量走专线
• 流量清洗引流